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Il monitoraggio strutturale si fa con i ‘sensori wireless’

Un progetto europeo di ricerca con l'Italia in prima fila, sta usando sensori wireless per monitorare la solidita' di grandi infrastrutture

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Sensori wireless per monitorare la solidità strutturale delle grandi infrastrutture: è l’obiettivo del progetto di ricerca Genesi, finanziato dall’Ue e che vede coinvolti sette partner in 4 Paesi. L’Italia è in prima linea: coordinatrice del team è la professoressa Chiara Petrioli dell’Università La Sapienza di Roma.

I sensori di avvertimento sviluppati dal progetto sono posizionati all’interno delle strutture o infrastrutture sin dall’inizio. Rispetto alla tecnologia attualmente disponibile, queste reti di sensori non sono invasive e non comportano elevati costi di installazione e manutenzione. Dato che funzionano a batteria, sono adatte anche alle zone isolate, dove non c’è fornitura elettrica, e possono essere usate anche in caso di interruzione della rete elettrica, come per esempio dopo un terremoto.

“È necessario che i sensori funzionino per tutta la vita della struttura, che potrebbe durare decine o centinaia di anni” spiega Petrioli. “Era questa la sfida tecnica che dovevamo affrontare. Abbiamo però anche scoperto che potevamo usare reti di sensori nei lavori di costruzione, per fare modifiche di progettazione, se necessario, e proteggere i lavoratori impegnati nel progetto.”

La tecnologia è stata convalidata in due cantieri: la nuova linea B1 della metropolitana di Roma e il ponte Pont de la Poya a Friburgo, in Svizzera.

Nella metropolitana, segmenti di calcestruzzo del rivestimento finale del tunnel, attrezzato con sensori Genesi, sono stati messi direttamente accanto alla fresa meccanica a piena sezione per misurare parametri come tensione, temperatura e deformazione in tempo reale. I dati sono stati immessi, per mezzo di protocolli a basso consumo di energia, 3G e Internet, in un pannello di controllo e allarme monitorato da ingegneri e geologi impegnati nel progetto. I professionisti hanno potuto controllare se la perforazione veniva fatta in condizioni di sicurezza per i lavoratori e per i passeggeri della metropolitana.

I test sulla Metro B1 di Roma (Conca d’Oro – fonte: Genesi)

Secondo il team di progetto questa rete è più economica da installare e manutenere rispetto ai tradizionali sensori collegati via cavo. Per avere un monitoraggio duraturo ed efficiente dal punto di vista energetico, inoltre, sarà alimentata da micro turbine che girano con lo spostamento d’aria dei treni che passano all’interno del tunnel.

Dettaglio del sensore

Per quanto riguarda il ponte svizzero, circa 25 sensori hanno misurato parametri come la tensione sui piloni, il trasferimento della portata e il vento, la temperatura e il livello dell’acqua.

“Questo si è rivelato molto utile, perché ci sono sempre molte incertezze nella progettazione, la pianificazione e la costruzione,” ha detto Holger Wörsching, un ingegnere della Solexperts AG, azienda svizzera che si occupa di misurazioni e che è uno dei partner di Genesi. “Quando il ponte è stato spostato per collegarsi a entrambi le parti, abbiamo avuto informazioni sulla deformazione e l’inclinazione e abbiamo potuto controllare che i carichi fossero corretti.”

Mentre la tecnologia viene sperimentata al momento in un tunnel d’accesso per una centrale idraulica a Innertkirchen e in una ferrovia alpina esposta alle frane, è nato uno spin off (Wsense) che sta lavorando per un sistema di monitoraggio dei siti del patrimonio culturale in Italia.  


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